Hochgeschwindigkeits–Impulsschweißen zum Fügen von Kunststofffolien

Neue Anforderungen an Siegelprozesse bei recyclingfähigen Verpackungen

Die Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR) schreibt vor, dass bis 2030 alle Verpackungen recyclingfähig sein müssen und bis 2040 15 % weniger Verpackungsmaterial pro Kopf verwendet werden muss. Diese und weitere gesetzliche Rahmenbedingungen in der Verpackungsbranche führen zu einem verstärkten Einsatz von Monofolien für Verpackungen, um die Recyclingfähigkeit zu verbessern. Verpackungen aus Monomaterial können nach dem End of Life besser sortiert und mittels mechanischem Recyclings einer neuen Anwendung zugeführt werden. Allerdings ist die Verarbeitung von Monofolien herausfordernder als bei herkömmlichen Verbundfolien. Sie besitzen ein kleineres Temperaturfenster beim Siegeln und führen zu einem höheren Verschleiß der Siegelbacken. Konventionelle Siegeltechnologien kommen dabei hinsichtlich der Produktionsgeschwindigkeit und Produktqualität an ihre Grenzen.

Effizientes, sicheres Fügen bei Monomaterialien

Die am Fraunhofer IVV entwickelte innovative und patentierte Hochgeschwindigkeits-Impulssiegeltechnologie (HIS) ist die Antwort auf diese Herausforderungen. HIS nutzt nur einen einzigen mechanischen Impuls, um die benötigte Wärme präzise in der Fügezone zu erzeugen. Eine Temperierung der Werkzeuge ist für den Prozess nicht erforderlich. Dadurch ist die Technologie ideal für recycelbare Monomaterialien geeignet und ermöglicht gleichzeitig eine wesentlich höhere Effizienz. Verfahrensbedingt entstehen sehr dünne, zuverlässige Siegelnähte mit Nahtfestigkeiten bis zu 15 N/15 mm und Dichtigkeiten im Wasserbad bis -0,6 bar. Die Eigenschaften dieser neuartigen Siegeltechnologie führen zu einer Reduktion des Materialverbrauchs um bis zu 20 % und einer Senkung des Energieverbrauchs für das Siegeln um 95 %.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten für anspruchsvollen Anwendungen

Die HIS-Technologie kann für verschiedenste Anwendungen eingesetzt werden. Diese reichen von herkömmlichen Beutelanwendung über das Fügen von Schrumpffolien bis zukünftig zum Fügen von Schalen und Bechern. Damit reicht das mögliche Produktspektrum von technischen Teilen, über Pflegeprodukte bis hin zu temperatursensitiven Produkten, wie z.B. Eis oder Schokoladenerzeugnisse. Die kurzen Siegelzeiten von unter 1 ms, ermöglichen den Einsatz in Hochgeschwindigkeitsprozessen, wie z.B. Süßwaren. Bei kaltgesiegelten Produkten kann zudem auf die Kaltsiegelschicht verzichtet werden. Mit ihren vielfältigen Einsatzmöglichkeiten für Verbund- und Monomaterialien sowie ihrer Material- und Energieeffizienz unterstützt die innovative Technologielösung die Entwicklung und Produktion nachhaltiger Verpackungslösungen. Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag für den Umstieg auf eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft.

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